JPS6248806B2 - - Google Patents
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- JPS6248806B2 JPS6248806B2 JP55157563A JP15756380A JPS6248806B2 JP S6248806 B2 JPS6248806 B2 JP S6248806B2 JP 55157563 A JP55157563 A JP 55157563A JP 15756380 A JP15756380 A JP 15756380A JP S6248806 B2 JPS6248806 B2 JP S6248806B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/132—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光通信等に用いられる平面光回路を構
成するガラス薄膜を作製する方法に関する。
成するガラス薄膜を作製する方法に関する。
光導波路は屈折率の高い領域を、これよりも屈
折率の低い領域で覆い、光を屈折率の高い領域に
閉じ込める構造をしており、このような光導波路
の製造方法として、真空中で蒸着する方法が知ら
れていた。すなわち、第１図は従来法の光導波路
用薄膜を合成する装置の概要を示すものであり、
１は減圧用の真空排気装置、２は真空容器、３は
ガラス基板を取り付ける受台、４は薄膜を付着す
る基板、５は屈折率の高い組成をもつターゲツ
ト、６は真空容器内に活性なプラズマを発生させ
るための高周波誘導コイルである。ガラス基板４
を受台３上に設置し、真空排気装置１により真空
容器内を10-6torrに減圧した後、Arを10-5torr程
度の圧力になるまで導入する。その後、高周波誘
導コイル６に4MHzの高周波を通じると、真空容
器内にArのプラズマが発生する。活性化された
プラズマはターゲツト５に高エネルギーであた
り、ターゲツトを構成する材料を分子状で揮散さ
せる。揮散した分子状材料は基板４上に堆積し、
薄膜が形成される。
折率の低い領域で覆い、光を屈折率の高い領域に
閉じ込める構造をしており、このような光導波路
の製造方法として、真空中で蒸着する方法が知ら
れていた。すなわち、第１図は従来法の光導波路
用薄膜を合成する装置の概要を示すものであり、
１は減圧用の真空排気装置、２は真空容器、３は
ガラス基板を取り付ける受台、４は薄膜を付着す
る基板、５は屈折率の高い組成をもつターゲツ
ト、６は真空容器内に活性なプラズマを発生させ
るための高周波誘導コイルである。ガラス基板４
を受台３上に設置し、真空排気装置１により真空
容器内を10-6torrに減圧した後、Arを10-5torr程
度の圧力になるまで導入する。その後、高周波誘
導コイル６に4MHzの高周波を通じると、真空容
器内にArのプラズマが発生する。活性化された
プラズマはターゲツト５に高エネルギーであた
り、ターゲツトを構成する材料を分子状で揮散さ
せる。揮散した分子状材料は基板４上に堆積し、
薄膜が形成される。
このように構成されているので、ガラスの薄膜
の生長スピードは100Å／minと遅く、１μｍの
ガラス薄膜を形成するためには100分以上の時間
が必要である。また分子状で堆積するが、分子状
材料は高いエネルギーのプラズマ状Arによりた
たかれるので、形成される薄膜の品質は、酸素の
欠陥が形成されたり、一度付着したガラス薄膜は
プラズマで再びスパツタされ、表面均一性がそこ
なわれる。また最大生長膜厚は高々２〜３μｍと
薄く、厚い膜の形成には不利であつた。
の生長スピードは100Å／minと遅く、１μｍの
ガラス薄膜を形成するためには100分以上の時間
が必要である。また分子状で堆積するが、分子状
材料は高いエネルギーのプラズマ状Arによりた
たかれるので、形成される薄膜の品質は、酸素の
欠陥が形成されたり、一度付着したガラス薄膜は
プラズマで再びスパツタされ、表面均一性がそこ
なわれる。また最大生長膜厚は高々２〜３μｍと
薄く、厚い膜の形成には不利であつた。
本発明は従来の方法のもつこれらの欠点を解決
するため、気相反応で、ガラス微粒子を火炎加水
分解反応で形成し、これを透明化することによ
り、光導波路を形成する方法を与えるものであ
る。以下に本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。
するため、気相反応で、ガラス微粒子を火炎加水
分解反応で形成し、これを透明化することによ
り、光導波路を形成する方法を与えるものであ
る。以下に本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。
第２図は本発明の一実施例であつて、１１は排
気ガスの処理装置、１２は反応系を囲う反応容
器、１３は基板を支え回転運動を与える支持棒、
１４は支持棒１３の上にあつて、基板１５を加熱
する機能をもつ受台、１５は薄膜を形成する基
板、１６はガラス形成用原料ガス、反応用の可燃
ガスのH2、助燃ガスのO2ガスを吹き出すバーナ
である。
気ガスの処理装置、１２は反応系を囲う反応容
器、１３は基板を支え回転運動を与える支持棒、
１４は支持棒１３の上にあつて、基板１５を加熱
する機能をもつ受台、１５は薄膜を形成する基
板、１６はガラス形成用原料ガス、反応用の可燃
ガスのH2、助燃ガスのO2ガスを吹き出すバーナ
である。
これを動作させるには、石英ガラス基板（寸法
10cm×10cm×３mm）１５を受台１４上に設置す
る。石英ガラス基板１５は受台１４により300℃
の温度に加熱し、支持棒１３により10rpmの速度
で回転させている。
10cm×10cm×３mm）１５を受台１４上に設置す
る。石英ガラス基板１５は受台１４により300℃
の温度に加熱し、支持棒１３により10rpmの速度
で回転させている。
また初めSiCl4ガスを20c.c.／min、POCl3を５
c.c.／min、H2ガスを２／min、O2ガスを２／
minの割合でバーナ１６から流す。バーナから吹
き出されたガスは空間で火炎となり、その火炎内
でガラス形成原料SiCl4またはPOCl3は火炎加水
分解反応によりSiO2−P2O5のガラス微粒子とな
る。形成されたガラス微粒子は石英ガラス基板上
に堆積すると同時に、多孔質状態のガラス微粒子
の薄膜として堆積する。約10分間で厚さ30μｍの
多孔質ガラス薄膜が形成される。第２図ｂは形成
されるガラス微粒子膜の側面を示しており、１７
はSiO2−P2O5のガラス膜になる。
c.c.／min、H2ガスを２／min、O2ガスを２／
minの割合でバーナ１６から流す。バーナから吹
き出されたガスは空間で火炎となり、その火炎内
でガラス形成原料SiCl4またはPOCl3は火炎加水
分解反応によりSiO2−P2O5のガラス微粒子とな
る。形成されたガラス微粒子は石英ガラス基板上
に堆積すると同時に、多孔質状態のガラス微粒子
の薄膜として堆積する。約10分間で厚さ30μｍの
多孔質ガラス薄膜が形成される。第２図ｂは形成
されるガラス微粒子膜の側面を示しており、１７
はSiO2−P2O5のガラス膜になる。
次いで、ガラス基板上に作製しようとする導光
路構造にスリツトを切つたマスク１９を置き、そ
の上にガラス形成用原料ガスをSiCl4：20c.c.／
minPOCl3：５c.c.／min、GeCl4：２c.c.／minの割
合いでバーナ１６からH2、O2ガスとともに吹き
出す。ガラス微粒子はマスクに切られたスリツト
を通してガラス微粒子薄膜１７上にマスクに切つ
たスリツトと相似形にガラス微粒子１８が堆積さ
れる。10分間堆積させて30μｍの膜厚となる。マ
スク上に堆積したガラス微粒子２０はマスク１９
とともに取り除かれる。
路構造にスリツトを切つたマスク１９を置き、そ
の上にガラス形成用原料ガスをSiCl4：20c.c.／
minPOCl3：５c.c.／min、GeCl4：２c.c.／minの割
合いでバーナ１６からH2、O2ガスとともに吹き
出す。ガラス微粒子はマスクに切られたスリツト
を通してガラス微粒子薄膜１７上にマスクに切つ
たスリツトと相似形にガラス微粒子１８が堆積さ
れる。10分間堆積させて30μｍの膜厚となる。マ
スク上に堆積したガラス微粒子２０はマスク１９
とともに取り除かれる。
その後第２図ｃに示すように、全体にSiO2−
P2O5のガラス微粒子を堆積させる。このとき
SiCl4を50c.c.／min、POCl3を10c.c.／min流すこと
により、厚さ100μｍの合成膜が合成される。こ
のようにして得られたガラス微粒子の堆積体を
1500℃に加熱して透明なガラス膜が得られる。導
波路部分の堆積膜（導光路）１８はガラス膜２１
に埋め込まれた構造をしており、全体を同時に透
明ガラス化するので、導光路の界面は均質で散乱
損失も小さい導光路を構成することが可能であ
る。全体は反応容器で囲われており、外部からの
不純物の混入もなく、良質な膜の合成が可能であ
る。
P2O5のガラス微粒子を堆積させる。このとき
SiCl4を50c.c.／min、POCl3を10c.c.／min流すこと
により、厚さ100μｍの合成膜が合成される。こ
のようにして得られたガラス微粒子の堆積体を
1500℃に加熱して透明なガラス膜が得られる。導
波路部分の堆積膜（導光路）１８はガラス膜２１
に埋め込まれた構造をしており、全体を同時に透
明ガラス化するので、導光路の界面は均質で散乱
損失も小さい導光路を構成することが可能であ
る。全体は反応容器で囲われており、外部からの
不純物の混入もなく、良質な膜の合成が可能であ
る。
ガラス微粒子の堆積により形成される膜の見か
け密度は0.38／cm3で、このため透明ガラス化によ
り膜の厚さは約８分の１に縮小するので、得られ
るガラスの膜厚はガラス微粒子堆積膜１７が約４
μｍ、導光路１８が４μｍ、ガラス膜２１が12μ
ｍとなる。
け密度は0.38／cm3で、このため透明ガラス化によ
り膜の厚さは約８分の１に縮小するので、得られ
るガラスの膜厚はガラス微粒子堆積膜１７が約４
μｍ、導光路１８が４μｍ、ガラス膜２１が12μ
ｍとなる。
実施例では屈折率を高める添加剤としてGeCl4
を用いたが、GeCl4の代わりにPOCl3またはTiCl4
や他のドーパンド、たとえばTaCl5、SbCl3など
を用いてもよいし、これらの水素化合物、アルコ
レート化合物を用いても本発明の主旨を変えるも
のではない。
を用いたが、GeCl4の代わりにPOCl3またはTiCl4
や他のドーパンド、たとえばTaCl5、SbCl3など
を用いてもよいし、これらの水素化合物、アルコ
レート化合物を用いても本発明の主旨を変えるも
のではない。
以上説明したように、ガラス薄膜の合成に気相
の火炎加水分解反応を用いるので、短時間で厚い
膜の合成が可能であり、周囲からの不純物の混入
もない。実際の導光路は従来法で説明したように
ガラス薄膜を合成した後、反応性エツチングによ
つて作製するので、導光路界面に幾何学的な不整
を生じ易いが、本発明による方法では、導光路の
合成も、同一工程で形成されるので、界面の不整
も透明ガラス化の時に平滑になり、光の散乱損失
も小さいものになる。
の火炎加水分解反応を用いるので、短時間で厚い
膜の合成が可能であり、周囲からの不純物の混入
もない。実際の導光路は従来法で説明したように
ガラス薄膜を合成した後、反応性エツチングによ
つて作製するので、導光路界面に幾何学的な不整
を生じ易いが、本発明による方法では、導光路の
合成も、同一工程で形成されるので、界面の不整
も透明ガラス化の時に平滑になり、光の散乱損失
も小さいものになる。
また膜厚の制御もガスの流量制御により、容易
かつ高精度に行うことができる利点がある。
かつ高精度に行うことができる利点がある。
第１図は従来の導光路用薄膜の製造方法の説明
図、第２図ａは本発明による製造方法を実施する
装置の概略図、第２図ｂはガラス微粒子膜の堆積
手順を示す図、第２図ｃは本発明の方法により得
られる光導波路用薄膜の側面図である。 １……真空排気装置、２……真空容器、３……
受台、４……基板、５……ターゲツト、６……高
周波誘導コイル、１１……処理装置、１２……反
応容器、１３……支持棒、１４……受台、１５…
…基板、１６…バーナ、１７……ガラス微粒子堆
積膜（ガラス膜）、１８……導波路部分の堆積膜
（導光路）、１９……スリツトを持つマスク、２０
……マスク上に堆積したガラス微粒子、２１……
ガラス膜。
図、第２図ａは本発明による製造方法を実施する
装置の概略図、第２図ｂはガラス微粒子膜の堆積
手順を示す図、第２図ｃは本発明の方法により得
られる光導波路用薄膜の側面図である。 １……真空排気装置、２……真空容器、３……
受台、４……基板、５……ターゲツト、６……高
周波誘導コイル、１１……処理装置、１２……反
応容器、１３……支持棒、１４……受台、１５…
…基板、１６…バーナ、１７……ガラス微粒子堆
積膜（ガラス膜）、１８……導波路部分の堆積膜
（導光路）、１９……スリツトを持つマスク、２０
……マスク上に堆積したガラス微粒子、２１……
ガラス膜。
Claims (1)
- １ 石英ガラスまたは金属、セラミツクス、グラ
フアイト基板上にガラス形成用原料ガスを酸水素
ガスとともにバーナから吹き出し、火炎内で形成
されるガラス微粒子を該基板上に堆積し、多孔質
ガラス薄膜を合成した後、導光路の形にくり抜か
れたマスクを置き、その上にガラス形成用原料ガ
スに屈折率を高めるドーパントを含むガスを加え
てまたは初め堆積した多孔質ガラス膜より屈折率
を高める組成のガラス形成用原料ガスを酸水素炎
とともにバーナから吹き出し、導光路と相似のパ
ターンに多孔質ガラス薄膜を堆積し、次いで該マ
スクを取り除き、堆積された導光路状多孔質ガラ
ス膜を含む薄膜上に、導光路状多孔質ガラス膜よ
り屈折率の低い多孔質ガラス膜を堆積形成した
後、基板および堆積膜全体を加熱して、透明ガラ
ス化し、透明なガラス導波膜と合成することを特
徴とする光導波路用薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55157563A JPS5781213A (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Production of thin film for optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55157563A JPS5781213A (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Production of thin film for optical waveguide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5781213A JPS5781213A (en) | 1982-05-21 |
| JPS6248806B2 true JPS6248806B2 (ja) | 1987-10-15 |
Family
ID=15652408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55157563A Granted JPS5781213A (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Production of thin film for optical waveguide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5781213A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02106403A (ja) * | 1988-10-15 | 1990-04-18 | Katsuji Okino | 路面吸い寄せタイヤ |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK147064C (da) * | 1981-10-15 | 1984-10-22 | Int Ostomy Products Aps | Ventilationsaggregat til stomipose |
| FR2534034B1 (fr) * | 1982-10-05 | 1986-02-28 | Lyonnaise Transmiss Optiques | Guide d'ondes lumineuses, et procedes de fabrication de celui-ci |
| JPS6027676A (ja) * | 1983-07-19 | 1985-02-12 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ＧａＡｓ単結晶製造用石英ガラスボ−ト |
| GB8414878D0 (en) * | 1984-06-11 | 1984-07-18 | Gen Electric Co Plc | Integrated optical waveguides |
| JPS62288802A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 石英系光導波路の製造方法 |
| US5059475A (en) * | 1990-06-29 | 1991-10-22 | Photonic Integration Research, Inc. | Apparatus and method of forming optical waveguides on metalized substrates |
| CA2084461A1 (en) * | 1991-12-06 | 1993-06-07 | Hiroo Kanamori | Method for fabricating an optical waveguide |
| TW263566B (ja) * | 1993-01-14 | 1995-11-21 | Sumitomo Electric Industries | |
| US6403286B1 (en) * | 1999-11-04 | 2002-06-11 | Corning Incorporated | High aspect ratio patterning of glass film |
-
1980
- 1980-11-11 JP JP55157563A patent/JPS5781213A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02106403A (ja) * | 1988-10-15 | 1990-04-18 | Katsuji Okino | 路面吸い寄せタイヤ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5781213A (en) | 1982-05-21 |
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